采矿学 急倾斜煤层综采关键技术与装备ppt课件.ppt

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1、急倾斜煤层综采关键技术新铁煤矿主采煤层，煤厚1.7m，倾角58~62°、平均60°，复合顶板条件、工作面长84m。（1）急倾斜综采面覆岩变形破坏机理（2）急倾斜综采面区段半充填煤柱留设及充填技术（3）急倾斜综采面支架研制与设备配套（4）急倾斜综采面“三机”设备动态稳定控制（5）急倾斜综采面设备安撤技术（一）急倾斜综采面覆岩变形破坏机理急倾斜煤层开采的覆岩运动规律模拟急倾斜煤层开采覆岩运动一般规律直接顶垮落后，冒落矸石在自重作用下，向工作面下部滑落；覆岩破断范围集中在工作面中上部。将直接顶分为极易冒落岩层H1和滞后冒落岩层H2，极易冒落岩层随移架很

2、快冒落，工作面上部滞后冒落岩层随着工作面的推进冒落并对工作面下部采空区进行充填。得出充填带宽度L1采空区冒落矸石充填示意图L为工作面长度，M为采高，k为碎涨系数，该工作面极易冒落岩层为1.9m煤和粉砂岩，滞后冒落岩层为2.4m的细砂岩和粉砂岩，因此可得矸石充填带宽度为57m。（一）急倾斜综采面覆岩变形破坏机理采空区矸石自溜充填带宽度急倾斜工作面中上部顶板中卸压范围大，岩层冒落高度大，中下部顶板由于冒落矸石支撑作用卸压范围小，岩层冒落高度小，造成上巷、区段煤柱围岩稳定性差，需对巷道加强支护、选择合理区段煤柱尺寸。（一）急倾斜综采面覆岩变形破坏机理急

3、倾斜工作面围岩应力分布特征随着煤层倾角的增大，采空区顶底板围岩中垂直应力减小，剪切应力增大，角度越大，顶底板围岩受剪切破坏的可能性越大、工作面支护设备和区段煤柱的稳定性降低。（一）急倾斜综采面覆岩变形破坏机理工作面倾角对急倾斜工作面围岩应力分布的影响区段煤柱失稳后顶板冒落特征急倾斜工作面区段煤柱变形破坏特征急倾斜工作面区段煤柱变形失稳后，将引起本工作面和上方已采工作面老顶失稳，造成工作面大面积来压，上部采空区中水和瓦斯等有害气体溃入工作面，引发灾害性事故。（二）急倾斜综采面区段半充填煤柱留设及充填技术（二）急倾斜综采面区段半充填煤柱留设及充填技术

4、区段煤柱宽度与煤层倾角、采高关系当煤层倾角大于60°时，区段煤柱宽度受倾角影响急剧增大，煤柱宽度与工作面采高基本上呈线性正比关系。新铁煤矿合理区段煤柱宽度应大于13m，现场实际留设煤柱尺寸为10m偏小，实际开采过程中曾出现煤柱失稳引起工作面支架压架，回风巷变形破坏严重，造成巷道围岩控制困难。（二）急倾斜综采面区段半充填煤柱留设及充填技术区段煤柱巷旁充填技术研究巷旁充填参数确定充填体结构特征（二）急倾斜综采面区段半充填煤柱留设及充填技术充填宽度：巷旁充填体上部沿顶板宽度为4m，下部沿底板宽度为7.5m；充填体强度：5MPa；充填材料配比：42.5普

5、通硅酸盐水泥：水：砂：碎石=1:0.5:2:2；充填设备：充填泵型号为HBGS60-13-90灌浆泵，充填泵安装在皮带道距工作面切眼300m处，充填管路采用5英寸无缝钢管。充填工艺工作面充填平面图工作面割完煤移支架过程中保留靠近工作面充填体上侧的支架不移架，在排头支架后方形成充填空间，在充填空间内铺充填袋与充填隔板，在充填袋上方预先放置厚木板，在短时间内起到缓冲顶板下沉作用，工作面每推进两个循环充填一次。（二）急倾斜综采面区段半充填煤柱留设及充填技术巷道支护顶板用三排预应力树脂锚索联合铁网及钢带支护，间排距1.0m；两帮结合顶板一根锚索与帮部两根

6、锚杆加铁网形成帮部煤体与复合顶板全封闭的刚柔支护，间距1.0m。回采巷道支护图（二）急倾斜综采面区段半充填煤柱留设及充填技术（三）急倾斜综采面支架研制与设备配套急倾斜综采面支架研制液压支架选型要求：（1）安全防护装置——保障人员设备安全（2）高初撑力——控制复合顶板离层（3）电液阀——移架速度快、提高支架稳定性（4）调架及防滑防倒装置——提高支架稳定性（5）高阻力侧护装置——提高支架稳定性、利于设备回撤（6）与刮板输送机间的铰接装置——提高刮板输送机稳定性林州重型机械公司研制了带电液阀的ZQY3600/12/26型液压支架，支架工作阻力为3600

7、kN、初撑力3092kN，配有防矸装置、防滑防倒装置、调架装置、高阻力侧护装置、斜拉装置、单体戗柱的受力支撑点。机道挡矸装置设计1）机道挡矸装置设计了刚性和柔性机道挡矸装置，每7架支架安装一套，处于常开状态，只有采煤机通过时关闭，其作用主要有：降低采煤机割下的煤与矸石在刮板输送机内下滑的速度。工作面片帮冒顶时能将煤与矸石分段阻挡在刮板槽内防止大量冒落下的煤与矸石涌至工作面下出口。（三）急倾斜综采面支架研制与设备配套机道人行道间挡矸装置设计2）机道人行道间挡矸装置机道人行道间挡矸装置处于常开状态，只有移架时关闭，有以下特点和作用：隔离工作面机道和人

8、行道，防止煤或矸石飞入人行道伤人。挡矸装置设有二级挡矸板（挡矸插板）。适应煤层厚度变化大。（三）急倾斜综采面支架研制与设备配套人行道挡矸